CN114613559A - 一种高强度柱式绝缘子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度柱式绝缘子及其制备方法，涉及绝缘子技术领域，其制备方法为：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；第二步：将金属附件在硅烷偶联剂中浸渍，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层含有弹性体的涂料，固化，得到预处理后的金属附件；第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。本发明的绝缘子大大提高了其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子技术领域，具体讲是一种高强度柱式绝缘子及其制备方法。
背景技术
柱式绝缘子一般用于乡镇电力线路(俗称：电线杆)，属于架线绝缘体，能够在架空输电线路中起到重要作用。
目前，在役绝缘子由于长期处于露天环境中，工作环境恶劣，受外界影响因素很多，例如风、雨、冰雹、雪、日晒和气候温差的变化都使得瓷体的附加应力增大。长此以往，由于瓷件和金属附件常采用水泥胶装，水泥中存在孔结构，在外界环境中易吸附水分，进入水泥中的水分反复冻融，使得瓷件受到异常应力作用。促使水泥裂纹扩展。因此，绝缘子的强度必然会受到影响。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高强度柱式绝缘子及其制备方法。
本发明的技术解决方案如下：
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
400-600份无机胶凝剂、60-200份石英粉、100-250份碳酸钙、50-120份乳液以及20-50份弹性体。
作为本发明的优选方案，所述乳液为丙烯酸乳液。
作为本发明的优选方案，所述弹性体为有机硅聚合物。
作为本发明的优选方案，所述无机胶凝剂采用水泥。
作为本发明的优选方案，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792中的一种或多种。
本发明还公开了一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在硅烷偶联剂中浸渍，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
作为本发明的优选方案，所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为10-30μm。
作为本发明的优选方案，所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂和固化剂，反应聚合得到。
作为本发明的优选方案，所述聚合物单体采用自交联型硅烷。
作为本发明的优选方案，所述自交联型硅烷为3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-甲基二甲氧基硅烷的一种或多种。
本发明的有益效果是：本发明的一种高强度柱式瓷绝缘子的制备方法，通过在胶装层初凝后浸渍在渗透层乳液中，使得乳液渗透入胶装层的空隙中，与胶装层浆料部分未完全发生的原料，形成大量的针状结晶物，堵塞空隙，同时结合乳液的性质，在初凝的网络结构上形成防水膜，大大提高复合胶层的防水性，避免了日后使用时水分进入，冻融会产生膨胀应力，将膨胀应力传输到瓷件，从而影响瓷绝缘子的使用寿命。对比例2的分析可知，在金属附件表面制备一层弹性体，可以吸收金属附件日后腐蚀产生的应力膨胀以及复合胶层的微裂纹应力，阻止裂纹的扩展，减少了应力对瓷件的异性作用力，提高了瓷绝缘子的强度，从而延长了寿命。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
600份无机胶凝剂、100份石英粉、115份碳酸钙、60份乳液以及30份弹性体。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述弹性体为有机硅聚合物。
所述无机胶凝剂采用水泥。
所述硅烷偶联剂为KH550。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在20份硅烷偶联剂中浸渍30min，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，干燥固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为10μm。
所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂(1,3-二取代-1,1',3,3'-四烃基二锡氧烷)和固化剂(二乙烯三胺)，反应聚合制得，其中，催化剂和固化剂分别占聚合物单体溶液质量的1％和5％。所述聚合物单体采用自交联型硅烷。所述自交联型硅烷为3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷。
实施例2
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
480份无机胶凝剂、152份石英粉、200份碳酸钙、70份乳液以及30份弹性体。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述弹性体为有机硅聚合物。
所述无机胶凝剂采用水泥。
所述硅烷偶联剂为KH560。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在15份硅烷偶联剂中浸渍30min，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，干燥固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为20μm。
所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂(1,3-二取代-1,1',3,3'-四烃基二锡氧烷)和固化剂(二乙烯三胺)，反应聚合制得，其中，催化剂和固化剂分别占聚合物单体溶液质量的1％和5％。所述聚合物单体采用自交联型硅烷。所述自交联型硅烷为N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷。
实施例3
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
510份无机胶凝剂、60份石英粉、150份碳酸钙、80份乳液以及31份弹性体。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述弹性体为有机硅聚合物。
所述无机胶凝剂采用水泥。
所述硅烷偶联剂为KH792。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在硅烷偶联剂中浸渍30min，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，干燥固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为30μm。
所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂(1,3-二取代-1,1',3,3'-四烃基二锡氧烷)和固化剂(二乙烯三胺)，反应聚合制得，其中，催化剂和固化剂分别占聚合物单体溶液质量的1％和5％。所述聚合物单体采用自交联型硅烷。所述自交联型硅烷为N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-甲基二甲氧基硅烷。
实施例4
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
600份无机胶凝剂、150份石英粉、150份碳酸钙、1120份乳液以及48份弹性体。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述弹性体为有机硅聚合物。
所述无机胶凝剂采用水泥。
所述硅烷偶联剂为KH570。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在22份硅烷偶联剂中浸渍30min，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层含有弹性体的涂料，干燥固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为30μm。
所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂(1,3-二取代-1,1',3,3'-四烃基二锡氧烷)和固化剂(二乙烯三胺)，反应聚合制得，其中，催化剂和固化剂分别占聚合物单体溶液质量的1％和5％。所述聚合物单体采用自交联型硅烷。所述自交联型硅烷为3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷。
实施例5
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
490份无机胶凝剂、95份石英粉、220份碳酸钙、98份乳液以及38份弹性体。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述弹性体为有机硅聚合物。
所述无机胶凝剂采用水泥。
所述硅烷偶联剂为KH550。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在硅烷偶联剂中浸渍30min，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，干燥固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为20μm。
所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂(1,3-二取代-1,1',3,3'-四烃基二锡氧烷)和固化剂(二乙烯三胺)，反应聚合制得，其中，催化剂和固化剂分别占聚合物单体溶液质量的1％和5％。所述聚合物单体采用自交联型硅烷。所述自交联型硅烷为3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷。
对比例1(无乳料浸渍)
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
490份无机胶凝剂。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％；
将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，初凝后，再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为20μm。
对比例2(金属附件无预处理)
一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
490份无机胶凝剂、95份石英粉、220份碳酸钙、98份乳液。
所述乳液为丙烯酸乳液。
所述无机胶凝剂采用水泥。
一种高强度柱式绝缘子的制备方法，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，水的用量为无机胶凝剂质量的40％；将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将胶合层浆料浇注在瓷件和金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为20μm。
将实施例和对比例的试样经反复冻融(-40℃-25℃)循环50次后测试瓷绝缘子的弯曲强度(GB/T6569-2006)。
测试结果见表1。
| 试样 | 弯曲强度(Mpa) |
| 实施例1 | 156 |
| 实施例2 | 155 |
| 实施例3 | 153 |
| 实施例4 | 154 |
| 实施例5 | 155 |
| 对比例1 | 123 |
| 对比例2 | 121 |
通过上表可知，实施例的性能由于对比例，主要的原因可能如下：对比例1的分析可知，通过在胶装层初凝后浸渍在渗透层乳液中，使得乳液渗透入胶装层的空隙中，与胶装层浆料部分未完全发生的原料，形成大量的针状结晶物，堵塞空隙，同时结合乳液的性质，在初凝的网络结构上形成防水膜，大大提高复合胶层的防水性，避免了日后使用时水分进入影响瓷绝缘子的使用寿命。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度柱式绝缘子，包括瓷件和金属附件，其特征在于，所述瓷件和金属附件之间设置有复合胶层，所述复合胶层包括以下重量份数的原料：
400-600份无机胶凝剂、60-200份石英粉、100-250份碳酸钙、50-120份乳液以及20-50份弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子，其特征在于，所述乳液为丙烯酸乳液。
3.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子，其特征在于，所述弹性体为有机硅聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子，其特征在于，所述无机胶凝剂采用水泥。
5.根据权利要求1所述的一种高强度柱式绝缘子，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792中的一种或多种。
6.一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：先将无机胶凝剂加水配成胶合层浆料，将石英粉、碳酸钙、乳液混合均匀，配成渗透层乳料；
第二步：将金属附件在硅烷偶联剂中浸渍，然后在浸渍后的金属附件上涂刷一层用于制备弹性体的涂料，固化，得到预处理后的金属附件；
第三步：将胶合层浆料浇注在瓷件和预处理后的金属附件之间，胶合浆料初凝后将其浸渍在渗透层乳料中，浸渍完成后再进行养护，制得绝缘子。
7.根据权利要求6所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述无机胶凝剂在使用前进行研磨，研磨至其粒度为10-30μm。
8.根据权利要求6所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述第二步中，涂料的制备方法为：将弹性体所用的聚合物单体溶液加入催化剂和固化剂，反应聚合得到。
9.根据权利要求8所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述聚合物单体采用自交联型硅烷。
10.根据权利要求9所述的一种高强度柱式绝缘子的制备方法，其特征在于，所述自交联型硅烷为3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-甲基二甲氧基硅烷的一种或多种。
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Denomination of invention: A high-strength column insulator and its preparation method Granted publication date: 20240109 Pledgee: Jiujiang Bank Co.,Ltd. Luxi sub branch Pledgor: Pingxiang Huachuang Electric Co.,Ltd. Registration number: Y2024980033017 |